A bioenergia com captura e armazenamento de carbono (BECCS) é uma tecnologia potencial de mitigação de gases de efeito estufa que produz emissões negativas de dióxido de carbono ao combinar o uso de bioenergia (energia da biomassa) com captura e armazenamento de carbono geológico. O conceito de BECCS é derivado da integração de árvores e culturas, que extraem dióxido de carbono (CO 2 ) da atmosfera à medida que crescem, o uso desta biomassa em indústrias de processamento ou usinas de energia, e a aplicação de captura e armazenamento de carbono via Injeção de CO 2 em formações geológicas. Existem outras formas não-BECCS de remoção e armazenamento de dióxido de carbono que incluem tecnologias como o biocarvão, a captura de ar de dióxido de carbono e o enterramento de biomassa e o intemperismo aprimorado.
De acordo com um relatório recente da Biorecro, há 550 mil toneladas de CO 2 / ano na capacidade total de BECCS atualmente em operação, divididos entre três instalações diferentes (a partir de janeiro de 2012).
No Quarto Relatório de Avaliação do IPCC, do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), o BECCS foi indicado como uma tecnologia chave para atingir as metas de concentração atmosférica de dióxido de carbono. As emissões negativas que podem ser produzidas pela BECCS foram estimadas pela Royal Society como equivalentes a uma redução de 50 a 150 ppm nas concentrações de dióxido de carbono atmosférico global e, de acordo com a Agência Internacional de Energia, o cenário de mitigação da mudança climática do mapa BLUE exige mais de 2 gigatoneladas de emissões negativas de CO 2 por ano com o BECCS em 2050. Segundo a Universidade de Stanford, 10 gigatoneladas são alcançáveis até esta data.
O Imperial College London, o Centro Hadley do Reino Unido para Pesquisa e Previsão Climática, o Centro Tyndall para Pesquisa sobre Mudanças Climáticas, o Instituto Walker para Pesquisa do Sistema Climático eo Instituto Grantham para Mudanças Climáticas divulgaram um relatório conjunto sobre tecnologias de remoção de dióxido de carbono. parte da EVITAR: Evitar programas perigosos de pesquisa sobre mudanças climáticas, afirmando que “No geral, das tecnologias estudadas neste relatório, a BECCS tem a maior maturidade e não há grandes barreiras práticas à sua introdução no sistema energético atual. A presença de um primário o produto suportará a implantação antecipada “.
Segundo a OCDE, “Atingir metas de concentração mais baixas (450 ppm) depende significativamente do uso de BECCS”.
Bioenergia
Opções de escala
A bioenergia é frequentemente vista como um substituto potencialmente “neutro em carbono” em larga escala para os combustíveis fósseis. Por exemplo, a Agência Internacional de Energia considera a bioenergia como uma fonte potencial de mais de 20% da energia primária até 2050, um relatório do Secretariado da UNFCCC avalia o potencial da bioenergia em 800 exadjoules por ano (EJ / ano), o que excede significativamente o consumo atual de energia global. Atualmente, a humanidade usa cerca de 12 bilhões de toneladas de biomassa vegetal por ano (reduzindo a biomassa disponível para os ecossistemas terrestres em 23,8%), sua energia química é de apenas 230 EJ. As práticas existentes de agricultura e silvicultura não aumentam a produção total de biomassa no planeta, apenas a redistribuindo de ecossistemas naturais em favor das necessidades humanas. A satisfação em detrimento dos biocombustíveis com 20% a 50% da necessidade de energia significaria um aumento na quantidade de biomassa produzida em terras agrícolas por um fator de 2 a 3. Junto com isso, será necessário fornecer alimentos para uma população crescente.Enquanto isso, o atual nível de produção agrícola já afeta 75% da superfície terrestre livre de desertos e glaciares, o que leva a estresse exorbitante nos ecossistemas e emissões significativas de CO2. A capacidade de receber grandes quantidades de biomassa adicional no futuro é, portanto, muito problemática.
“Neutralidade do carbono” da bioenergia
O BECCS baseia-se na noção de que a bioenergia tem a propriedade de “neutralidade de carbono”, ou seja, a obtenção de energia das plantas não leva à adição de CO 2 à atmosfera. Essa visão é criticada por cientistas, mas está presente em documentos oficiais da União Européia. Em particular, está subjacente à diretiva sobre o aumento da participação da bioenergia para 20% e biocombustíveis no transporte para 10% até 2020. Ao mesmo tempo, há um crescente corpo de evidências científicas colocando em questão esta tese. Cultivo de plantas para a produção de biocombustível significa que a terra deve ser removida e liberada de outra vegetação que poderia naturalmente remover carbono da atmosfera. Além disso, muitas etapas do processo de produção de biocombustível também resultam em emissões de CO 2 . A operação de equipamentos, o transporte, o processamento químico de matérias-primas, a perturbação da cobertura do solo são inevitavelmente acompanhados por emissões de CO 2 na atmosfera. O saldo final em alguns casos pode ser pior do que quando se queima combustíveis fósseis. Outra opção de bioenergia envolve a obtenção de energia de vários resíduos da agricultura, marcenaria, etc. Isso significa remover esses resíduos do ambiente receptor, onde durante eventos naturais o carbono contido neles poderia, via de regra, passar para o solo em processo de decomposição. . Em vez disso, é liberado na atmosfera quando queimado.
As avaliações integrais das tecnologias de bioenergia baseadas no ciclo de vida fornecem uma ampla gama de resultados, dependendo se as mudanças diretas ou indiretas no uso da terra são levadas em conta, a possibilidade de obter subprodutos (por exemplo, ração animal), a estufa papel do óxido nitroso da produção de fertilizantes e outros fatores. Segundo Farrell et al. (2006), a emissão de biocombustíveis a partir de culturas de grãos é 13% menor que a da gasolina convencional. Um estudo da Agência de Proteção Ambiental dos EUA mostra que, com um horizonte de tempo de 30 anos, o biodiesel de grãos comparado a combustíveis convencionais varia de uma redução de 26% a um aumento de 34% dependendo das suposições feitas.
“Dívida de carbono”
O uso de biomassa na indústria de energia elétrica está associado a outro problema de neutralidade de carbono, o que não é típico dos biocombustíveis de transporte. Como regra geral, neste caso estamos falando de queima de madeira. O CO 2 da madeira queimada entra na atmosfera diretamente no processo de combustão, e sua extração da atmosfera ocorre à medida que novas árvores crescem por dezenas e centenas de anos. Este intervalo de tempo é geralmente chamado de “dívida de carbono”, para florestas européias chega a duzentos anos. Por causa disso, a “neutralidade de carbono” da madeira como biocombustível não pode ser alcançada a curto e médio prazo, enquanto os resultados da modelagem climática indicam a necessidade de uma rápida redução de emissões. O uso de árvores de rápido crescimento com o uso de fertilizantes e outros métodos de agricultura industrial leva à substituição de florestas por plantações que contêm muito menos carbono do que os ecossistemas naturais. A criação de tais plantações leva à perda de biodiversidade, esgotamento do solo e outros problemas ambientais, semelhantes às conseqüências da disseminação de monoculturas de grãos.
Implicações para os ecossistemas
De acordo com um estudo publicado na revista Science, a introdução de emissões de CO 2 de combustíveis fósseis, ignorando as emissões de biocombustíveis, aumentará a demanda por biomassa, que em 2065 transformará praticamente todas as florestas naturais remanescentes, prados e a maioria dos outros ecossistemas em plantações de biocombustível. Florestas já estão sendo destruídas por biocombustíveis. A crescente demanda por pelotas leva à expansão do comércio internacional (principalmente com suprimentos para a Europa), ameaçando as florestas em todo o mundo. Por exemplo, a produtora de energia inglesa Drax planeja produzir metade de sua capacidade de 4 GW de biocombustíveis. Isso significa a necessidade de importar 20 milhões de toneladas de madeira por ano, o dobro do que é colhido no próprio Reino Unido.
Rentabilidade energética dos biocombustíveis
A capacidade dos biocombustíveis de servir como fonte primária de energia depende de sua eficiência energética, ou seja, da relação entre a energia útil recebida e a energia gasta. O balanço energético do etanol de grãos é discutido em Farrell et al. (2006). Os autores chegam à conclusão de que a energia extraída desse tipo de combustível é significativamente maior do que o consumo de energia para sua produção. Por outro lado, Pimentel e Patrek provam que os custos de energia são 29% mais recuperáveis. A discrepância se deve principalmente à avaliação do papel dos subprodutos, que, segundo estimativas otimistas, podem ser utilizados como ração para gado e reduzir a necessidade de produção de soja.
Impacto na segurança alimentar
Como, apesar dos anos de esforço e investimento substancial, a produção de combustível a partir de algas não pode ser removida dos laboratórios, os biocombustíveis exigem a remoção de terras agrícolas. De acordo com dados da AIE para 2007, a produção anual de 1 EJ de energia de biocombustível para transporte requer 14 milhões de hectares de terra agrícola por ano, ou seja, 1% do combustível de transporte requer 1% de terra agrícola.
Sequestro de carbono e armazenamento
Fundamentos Físicos
O principal método de seqüestro e armazenamento de carbono é sua injeção no subsolo. Tendo em conta as propriedades físicas do CO 2 e o gradiente geotérmico com uma profundidade de injeção superior a 750 metros, o CO 2 estará, regra geral, num estado supercrítico. A densidade do CO 2injetado na transição para o estado supercrítico é de 660 kg / m 3, com um aumento na profundidade da injeção, aumenta. De acordo com o ZEP, 90% de todas as possibilidades para o descarte de CO 2 fornecem os aquíferos salgados nas entranhas da Terra, cheios de solução salina, e em alguns casos é possível usar os campos de petróleo e gás desenvolvidos.
A injeção de CO 2 no subsolo leva ao inchaço da superfície da Terra sobre o local da injeção, que pode ser observado a partir de satélites. Outro método para controlar o comportamento do CO 2 no local de armazenamento são os testes sísmicos, durante os quais as oscilações das ondas terrestres causadas pela explosão de cargas de teste de dinamite ou por geradores especiais de ondas sísmicas são registradas e analisadas. A precisão dos métodos de controle existentes não é suficiente para avaliar o sucesso dos projetos e a detecção de vazamentos. Atualmente, não existe um modelo confiável para a interação de CO 2 , salmoura e rochas, por isso é impossível prever com certeza os efeitos físicos e químicos dessa interação. Isto leva à incerteza na avaliação dos resultados a longo prazo da eliminação de CO 2 . Sabe-se que a interação do CO 2 com a solução salina dá as últimas propriedades ácidas, o que leva à dissolução de carbonatos no “escudo” mineral, bem como à erosão dos silicatos. Reações químicas envolvendo CO 2 supercrítico e rochas podem criar zonas de alta permeabilidade, o que leva a um vazamento progressivo de CO 2 .Fenômenos semelhantes foram observados durante o experimento com a injeção de CO 2 na formação de Frio na Costa do Golfo nos Estados Unidos. A solução para a questão da adequação do “escudo” mineral para confinar o CO 2 sequestrado requer uma grande quantidade de verificações e experimentos. Isso se deve ao fato de que determinar as características de resistência e deformação das formações rochosas, incluindo nucleação, desenvolvimento e interação de fendas e fissuras, é muito difícil, e qualquer nível de penetração de CO 2 através dos defeitos da camada superior de minerais acima dela representa uma ameaça potencial ao meio ambiente. “Comportamento” geoquímico de CO 2 supercrítico em formações geológicas a alta temperatura e pressão pouco estudadas. As possibilidades de testes experimentais em condições recriadas artificialmente são limitadas devido à dificuldade de extrapolar os resultados desses testes em uma escala de tempo de pelo menos várias décadas. Sabe-se que o cimento portland ordinário não pode suportar tais condições.
Estimativas da disponibilidade de um local adequado em formações geológicas
A opinião generalizada de que há espaço suficiente nas profundidades para a disposição do CO 2 é contestada pelos autores da pesquisa do Economides 2010. Eles observam que a abordagem analítica domina na literatura, segundo a qual a pressão no limite do o reservatório não muda durante a injeção de CO 2 , há uma capacidade de tanque implicitamente considerada infinita. Isso torna os cálculos convenientes, mas pode levar a conclusões incorretas. Na realidade, a constância da pressão só é possível se o reservatório se comunicar com a superfície da terra ou com o fundo do oceano, o que, segundo os autores, torna inadequado a injeção de CO 2 . Neste trabalho, um modelo analítico de um reservatório fechado é proposto, cálculos feitos em sua base nos permitem estimar a capacidade disponível de formações geológicas conhecidas. Os resultados diferem significativamente dos estimados 1-4% de seus volumes porosos na literatura, 1% é reconhecido como o limite superior, e o valor provável da capacidade é de 0,01%, o que leva os autores a concluir que a SFC é praticamente inútil como forma de reduzir as emissões. Os autores também mencionam alguns dados do atual projeto Sleipner. Bickle et al. 2007 indica que a expansão radial do CO 2 se mostrou muito menor do que o esperado, com penetração significativa de CO 2 nas camadas mais altas da rocha. Os resultados do Economides 2010 causaram uma reação extremamente negativa de pesquisadores envolvidos em projetos de demonstração para o descarte de CO 2 . A principal organização européia nesta área, a ZEP, em sua resposta oficial, afirma que “os tanques geralmente têm fronteiras abertas, de modo que os fluxos de água podem fluir deles na direção horizontal e vertical” sem qualquer dano para manter o CO 2 injetado. Além disso, a mobilidade do CO 2 nas formações geológicas é, em sua opinião, útil para ligá-lo através de mecanismos físicos e químicos que têm estado ativos por centenas e milhares de anos. Por outro lado, na literatura científica, a idéia de fechamento como propriedade necessária de reservatórios subterrâneos é generalizada. Por exemplo, Shukla et al., Em sua revisão do trabalho científico sobre o SFC, indica que “o armazenamento efetivo a longo prazo de CO 2 é possível somente se o local de armazenamento for suficientemente extenso e isolado, e as rochas reservatório do reservatório tem propriedades de retenção suficientes. Essas formações de baixa permeabilidade devem evitar a migração de CO 2 supercrítico para fora do reservatório ou a possível contaminação na superfície. ”
Os resultados dos projetos de demonstração
A posição de liderança no mundo na criação de projetos piloto do CFS é a Noruega. Um grande projeto (Sleipner) vem funcionando desde 1996, outro foi planejado para abrir em Mangstat. As opções de financiamento são determinadas pelo imposto sobre o carbono na Noruega. O projeto em Mangstat foi realizado com grandes dificuldades e atrasos, os custos financeiros superaram a estimativa inicial em 10 vezes. Em setembro de 2013, foi finalmente fechado.
O projeto Sleipner opera no Mar do Norte em plataformas marítimas a 250 km da costa da Noruega.Foi lançado em outubro de 2006, cerca de 1 milhão de toneladas de CO 2 separadas do gás natural são bombeadas para as entranhas da terra. A injeção é realizada através de um poço até uma profundidade de cerca de 1000 metros. O CO 2 entra no aqüífero de arenito com cerca de 200 metros de espessura. Testes sísmicos foram realizados em 1999, 2001 e 2002. Seus resultados foram intrigantes, uma vez que a distribuição horizontal de CO 2 se mostrou muito menor do que a esperada, boa concordância com a teoria foi obtida com a quantidade de CO 2 nas profundidades de 19 % do upload. Peter M. Hogan, diretor do Instituto Geofísico (Universidade de Bergen), delineou as possíveis razões: “As camadas já começaram a ser preenchidas. Vazamentos ocorrem através de finas camadas de argilita. A concordância dos dados de medição e do modelo teórico requer o reconhecimento da capacidade de penetração de CO 2 em uma ordem de grandeza inferior àquela que medimos em amostras centrais, ou devemos supor que a espessura da camada de CO2 das observações sísmicas é excessiva. Também é possível que a concentração de CO 2 seja baixa e não esteja mais no local de armazenamento. Mais tarde, uma falha anteriormente desconhecida foi descoberta em formações geológicas no fundo do mar a 25 km do local da injeção, e gases estão emergindo dela. No entanto, os pesquisadores acham improvável que haja um vazamento do reservatório de Sleipner por essa falha.
O projeto Em Salah, na Argélia, o segundo maior depois do norueguês Sleipner, iniciou suas operações em 2004. O CO2 foi descartado, separado do gás natural no processo de sua preparação para entrega ao consumidor. Um total de 3 poços funcionou, a profundidade do enterro foi de 1.800 m. Injeção de CO 2 no subsolo foi interrompida em 2011, 4 milhões de toneladas foram enterrados no total. A destruição inicial da folha de cobertura das rochas e a penetração de CO 2mais próxima da superfície foram encontradas. O processo é fixado por observação por satélite. A fratura hidráulica inadvertida durante o processo de injeção, similar à usada na produção de petróleo, é reconhecida como um provável mecanismo de destruição.
O projeto da barragem de fronteira é uma atualização para uma das unidades de energia a carvão na província canadense de Saskatchewan, durante a qual instalou equipamentos para capturar 90% do CO 2 gerado na unidade de energia durante a combustão de combustível, que é posteriormente usado para EOR. Anunciou que irá capturar 1 milhão de toneladas de CO 2 por ano, a capacidade da unidade de potência de 110 MW (antes da modernização de 139 MW). Críticos indicam que não mais do que a metade do CO 2 capturado permanecerá no solo devido a vazamentos na fase EOR.A instalação foi comissionada em outubro de 2014, tornando-se o primeiro exemplo do uso de SHU em uma usina a carvão. Em 2015, o documento interno da empresa de energia declarou “graves falhas de projeto” do sistema de captura, o que levou a falhas sistemáticas e mau funcionamento, com o resultado de que este sistema funcionou não mais do que 40% do tempo. A empresa – o desenvolvedor, segundo o mesmo documento, “não tinha nem o desejo nem a capacidade” de eliminar essas falhas “fundamentais” de projeto. A empresa de energia foi incapaz de cumprir suas obrigações de fornecer CO 2 para a indústria do petróleo, foi forçada a revisá-las e pagar uma multa. Vários meios de comunicação autorizados criticaram o lado econômico do projeto em suas publicações. Os críticos apontam que os contribuintes e os consumidores de eletricidade terão que incorrer em custos no valor de mais de 1 bilhão de dólares canadenses, enquanto há uma alternativa muito mais barata na forma de geradores eólicos. Ao mesmo tempo, o projeto é lucrativo para uma empresa de petróleo que recebe CO 2 para EOR.
Escala de infraestrutura e tempo
O climatologista Andy Skus estima os volumes de armazenamento de CO 2 necessários e a infra-estrutura necessária para isso sob o cenário de Van Vuuren et al. (2011). Quando a queima de combustíveis fósseis produziu CO 2, no valor de 2,8 – 3,7 de massa de combustível. Os cálculos mostram uma enorme massa de CO 2 , que terá de ser colocada anualmente em cemitérios até ao final do século: cerca de quatro massas de combustíveis fósseis extraídas em 2000. Dada a densidade do CO 2 quando enterrado nas profundezas de cerca de 0,6 g / cm 3, isso exigirá a injeção do volume do Lake Erieunderground a cada 7 – 8 anos. Como não há vazios de tal volume nas profundidades, os líquidos ali localizados (principalmente soluções de sal) serão forçados a sair para a superfície, o que levará a sérias conseqüências. Além disso, os locais para o enterro em tais escalas inevitavelmente ficarão longe do ideal para propriedades geológicas, o que aumentará os custos e acarretará riscos adicionais. Se tomarmos como base o valor de 2 milhões de toneladas por ano, a partir de 2030, é necessário encomendar um projeto por dia durante 50 anos. A um preço de US $ 50 por tonelada, até o final do século, as despesas teriam atingido os astronômicos US $ 2 trilhões. no ano. Segundo o autor, não é prudente esperar pela implementação de tais planos. Por conclusões semelhantes vem o professor Vaclav Zmil. Segundo ele, o sequestro de apenas um décimo das atuais emissões globais de CO 2 exigirá a criação de uma indústria global capaz de bombear gás comprimido subterrâneo maior ou igual à atual infra-estrutura global de produção de petróleo, criada pelo século. Ao mesmo tempo, diferentemente da indústria petrolífera, que tinha óbvio interesse econômico em fazer grandes investimentos em sua infraestrutura, estamos falando de financiamento às custas dos contribuintes dos países ricos e em um tempo muito mais curto. As estimativas acima da escala da infra-estrutura são aproximadas, pois são baseadas apenas em uma estimativa do volume de CO2 injetado, a própria questão de infraestrutura no processo de sua criação e operação não é levada em consideração.
Emissão negativa
O principal atrativo do BECCS está na sua capacidade de resultar em emissões negativas de CO 2 .A captura de dióxido de carbono a partir de fontes de bioenergia remove efetivamente o CO 2 da atmosfera.
A bioenergia é derivada da biomassa, que é uma fonte de energia renovável e serve como sumidouro de carbono durante o seu crescimento. Durante os processos industriais, a biomassa queimada ou processada relança o CO 2 na atmosfera. Assim, o processo resulta em uma emissão líquida zero de CO 2 , embora isso possa ser alterado positiva ou negativamente, dependendo das emissões de carbono associadas ao crescimento, transporte e processamento da biomassa, ver abaixo sob considerações ambientais. A tecnologia de captura e armazenamento de carbono (CCS) serve para interceptar a liberação de CO 2 na atmosfera e redirecioná-lo para locais de armazenamento geológico. O CO 2 com origem em biomassa não é apenas liberado de usinas movidas a biomassa, mas também durante a produção de celulose usada para fazer papel e na produção de biocombustíveis, como biogás e bioetanol. A tecnologia BECCS também pode ser empregada em tais processos industriais.
Argumenta-se que, por meio da tecnologia BECCS, o dióxido de carbono fica preso em formações geológicas por períodos muito longos, enquanto, por exemplo, uma árvore armazena apenas seu carbono durante sua vida útil. Em seu relatório sobre a tecnologia CCS, o IPCC projeta que mais de 99% do dióxido de carbono armazenado por meio de sequestro geológico provavelmente permanecerá por mais de 1000 anos. Enquanto outros tipos de sumidouros de carbono, como o oceano, as árvores e o solo, podem envolver o risco de feedback negativo a temperaturas elevadas, a tecnologia BECCS provavelmente proporcionará uma melhor permanência ao armazenar CO2 em formações geológicas.
Acredita-se que a quantidade de CO 2 que foi liberada até o momento seja muito grande para ser absorvida pelos sumidouros convencionais, como árvores e solo, a fim de atingir as metas de baixa emissão. Além das emissões atualmente acumuladas, haverá emissões adicionais significativas durante este século, mesmo nos cenários mais ambiciosos de baixas emissões. O BECCS foi, portanto, sugerido como uma tecnologia para reverter a tendência de emissão e criar um sistema global de emissões negativas líquidas. Isso implica que as emissões não seriam apenas zero, mas negativas, de modo que não apenas as emissões, mas a quantidade absoluta de CO 2 na atmosfera seriam reduzidas.
Aplicação
| Fonte | Fonte de CO 2 | Setor |
|---|---|---|
| Usinas de energia elétrica | Combustão de biomassa ou biocombustível em geradores a vapor ou a gás libera CO2 como subproduto | Energia |
| Usinas termelétricas | Combustão de biocombustível para geração de calor libera CO2 como subproduto. Usado geralmente para aquecimento urbano | Energia |
| Fábricas de papel e celulose |
|
Indústria |
| Produção de etanol | Fermentação de biomassa, como cana-de-açúcar, trigo ou milho, libera CO2 como subproduto | Indústria |
| Produção de biogás | No processo de modernização do biogás, o CO 2 é separado do metano para produzir um gás de maior qualidade. | Indústria |
Tecnologia
A principal tecnologia para captura de CO 2 a partir de fontes bióticas geralmente emprega a mesma tecnologia que a captura de dióxido de carbono de fontes convencionais de combustível fóssil. Em linhas gerais, existem três tipos diferentes de tecnologias: pós-combustão, pré-combustão e combustão oxi-combustível.
Custo
O potencial técnico sustentável para as emissões líquidas negativas com BECCS foi estimado em 10 Gt de CO 2 equivalente anualmente, com um potencial econômico de até 3,5 Gt de CO 2equivalente anualmente a um custo inferior a 50 € / tonelada, e até 3,9 Gt de CO 2 equivalente anualmente a um custo inferior a 100 € / tonelada.
Atualmente, a maioria dos sistemas BECCS esquemáticos não são econômicos em comparação com o CCS normal. O IPCC afirma que as estimativas para o custo do BECCS variam de US $ 60 a US $ 250 por tonelada de CO 2 . Por outro lado, os custos “normais” de CCS (de processamento de carvão e gás natural) caíram para menos de US $ 35 por tonelada. Com testes limitados em larga escala, o BECCS enfrenta muitos desafios para ser uma alternativa financeiramente viável.
Política
Com base no atual acordo do Protocolo de Quioto, os projetos de captura e armazenamento de carbono não são aplicáveis como uma ferramenta de redução de emissões a ser usada para o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) ou para projetos de Implementação Conjunta (JI).Reconhecer as tecnologias de CCS como uma ferramenta de redução de emissões é vital para a implementação de tais usinas, já que não há outra motivação financeira para a implementação de tais sistemas. Tem havido um apoio crescente para que o CCS fóssil e o BECCS sejam incluídos no protocolo. Estudos contábeis sobre como isso pode ser implementado, incluindo BECCS, também foram feitos.
Tecno-economia do BECCS e do Projeto TESBiC
A maior e mais detalhada avaliação técnico-econômica do BECCS foi realizada pelas inovações cmcl e pelo grupo TESBiC (Estudo Tecnológico-Econômico de Biomassa para CCS) em 2012. Este projeto recomendou o conjunto mais promissor de tecnologias de geração de energia alimentadas por biomassa acopladas a carbono captura e armazenamento (CCS). Os resultados do projeto levam a um detalhado “mapa de CCS de biomassa” para o Reino Unido.
Considerações ambientais
Algumas das considerações ambientais e outras preocupações sobre a implementação generalizada do BECCS são semelhantes às do CCS. No entanto, grande parte da crítica à CCS é que ela pode fortalecer a dependência de combustíveis fósseis esgotáveis e de mineração de carvão ambientalmente invasiva. Este não é o caso da BECCS, pois depende da biomassa renovável. Existem, no entanto, outras considerações que envolvem o BECCS e essas preocupações estão relacionadas ao possível aumento do uso de biocombustíveis.
A produção de biomassa está sujeita a uma série de restrições de sustentabilidade, tais como: escassez de terra arável e água doce, perda de biodiversidade, competição com a produção de alimentos, desmatamento e escassez de fósforo. É importante certificar-se de que a biomassa é usada de uma forma que maximize os benefícios da energia e do clima. Houve críticas a alguns cenários sugeridos de implantação do BECCS, nos quais haveria uma dependência muito forte do aumento da entrada de biomassa.
Grandes áreas de terra seriam necessárias para operar BECCS em escala industrial. Para remover 10 bilhões de toneladas de CO 2 , seriam necessários mais de 300 milhões de hectares de área terrestre (maiores que a Índia). Como resultado, o BECCS corre o risco de usar terras que poderiam ser mais adequadas à agricultura e à produção de alimentos, especialmente nos países em desenvolvimento.
Esses sistemas podem ter outros efeitos colaterais negativos. No entanto, atualmente não há necessidade de expandir o uso de biocombustíveis em aplicações energéticas ou industriais para permitir a implantação do BECCS. Já existem hoje emissões consideráveis de fontes pontuais de CO 2 derivado de biomassa, que poderiam ser utilizadas para BECCS. No entanto, em possíveis cenários de melhoria do sistema de bioenergia, isso pode ser uma consideração importante.
O processo BECCS permite que o CO 2 seja coletado e armazenado diretamente da atmosfera, e não de uma fonte fóssil. Isto implica que quaisquer eventuais emissões do armazenamento possam ser recolhidas e restauradas simplesmente reiterando o processo BECCS. Isso não é possível apenas com o CCS, pois o CO 2 emitido para a atmosfera não pode ser restaurado pela queima de mais combustível fóssil com CCS.
Perigo de acidentes e incidentes
A confiabilidade a longo prazo dos locais de disposição de CO 2 não pode ser garantida. O IPCC, em seu artigo sobre o CFS, apresenta um diagrama simplificado do fluxo de CO 2 quando é enterrado, incluindo vários tipos de vazamentos. Além disso, há o perigo de interromper a integridade das estruturas geológicas que retêm CO2 como resultado de terremotos e outros tipos de atividade tectônica. A alta pressão do CO 2 injetado pode causar atividade sísmica na área de disposição. O perigo de quebrar involuntariamente as propriedades isolantes de um reservatório devido a flutuações de pressão merece atenção especial. A liberação rápida de grandes volumes de CO 2 pode ser perigosa. A concentração no ar de 3% é tóxica, 20% levam rapidamente à morte. O perigo para as pessoas é exacerbado pelo fato de que o CO 2 é mais pesado que o ar e tende a se acumular na parte inferior do espaço disponível para ele.
Já existem exemplos de resistência da comunidade local aos planos de enterro de CO 2 . Em Greenville, Ohio, Estados Unidos, os residentes locais se opuseram com sucesso aos planos para o armazenamento subterrâneo de CO 2 . Na Alemanha, os manifestantes bloquearam o acesso à ilha resort de Silt, no Mar do Norte, para chamar a atenção para os planos de transportar CO 2 para o enterro sob o fundo do mar. Em Barendrecht, na Holanda, planos de enterro de CO 2 em um campo de gás desenvolvido sob a cidade encontraram uma recusa decisiva que levou o governo não só a fechar este projeto, mas também a interromper todos os projetos semelhantes na Holanda.
Projetos atuais
A maioria dos projetos de CCS inclui a captura de uma usina existente, geralmente carvão ou outro combustível fóssil. Com captura completa, esses processos seriam neutros em carbono. Decatur, Illinois, nos Estados Unidos, tem muitas plantas de milho administradas pela Archer Daniels Midland (ADM), onde o milho é processado em xaropes e etanol. A planta emite grandes quantidades de dióxido de carbono como subproduto do processo. Com o encaixe CCS, a planta se torna idealmente negativa em carbono, já que o milho absorve dióxido de carbono quando cresce, e todo o dióxido de carbono produzido durante o processamento é capturado e sequestrado no arenito Mount Simon. O projeto não pode ser completamente negativo em carbono, pois o dióxido de carbono é produzido durante a combustão do etanol que está sendo produzido. O projeto é um dos únicos projetos de CCS em uso a não serem acoplados a EOR. O Southern Illinois Basin é considerado um dos melhores locais de injeção, devido à sua composição e profundidade de arenito (local de injeção a 2.000 metros abaixo da superfície), bem como sua capacidade (capacidade de armazenamento de projeto de geólogos de 27-109 Gt). .